Mục đích nghiên cứu của Luận án nhằm xác định sự di động đạm của các dạng phân viên nhả chậm và biện pháp canh tác phù hợp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón cho ngô góp phần hoàn thiện quy trình thâm canh ngô năng suất cao trên đất đỏ vàng của Lào Cai. Mời các bạn cùng tham khảo!
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN THỊ LAN ANH NGHIÊN CỨU SỰ DI ĐỘNG ĐẠM CỦA CÁC LOẠI PHÂN VIÊN NHẢ CHẬM VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA CHÚNG ĐẾN SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN, NĂNG SUẤT NGÔ TRỒNG TRÊN ĐẤT ĐỎ VÀNG LÀO CAI Chuyên ngành: Khoa học trồng Mã số: 62 01 10 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2019 Cơng trình hồn thành tại: HỌC VIỆN NƠNG NGHIỆP VIỆT NAM Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Tất Cảnh PGS.TS Nguyễn Thế Hùng Phản biện 1: GS.TS Nguyễn Thế Đặng Trƣờng Đại học Nông lâm, Đại học Thái Nguyên Phản biện 2: PGS.TS Tăng Thị Hạnh Học viện Nông nghiệp Việt Nam Phản biện 3: TS Đặng Ngọc Hạ Viện nghiên cứu Ngô Luận án bảo vệ trước Hội đồng Đánh giá luận án cấp Học viện họp tại: Học viện Nông nghiệp Việt Nam Vào hồi phút, ngày tháng năm 2019 Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Quốc gia Việt Nam Thư viện Lương Định Của - Học viện Nông nghiệp Việt Nam PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Cây ngô (Zea mays L.) loại ngũ cốc quan trọng giới, đến năm 2014 diện tích ngơ đứng thứ sau lúa mì có sản lượng vượt lên lúa mì lúa gạo Ở Việt Nam, ngơ lương thực trồng tất vùng sinh thái (FAOSTAT, 2014) Nitơ yếu tố quan trọng hàng đầu trồng nói chung ngơ nói riêng, yếu tố dinh dưỡng quan trọng để sinh trưởng phát triển hình thành suất, chất lượng Các nghiên cứu nhà khoa học đạm (N) nguyên tố hạn chế đến suất trồng, hiệu sử dụng thấp N hấp thụ sử dụng phần (Trenkel, 2010; Shaviv, 2001) nên hiệu lực phân bón hóa học thấp, chiếm khoảng 40 50% phân đạm, 50 - 60% phân kali 40 - 50% phân lân (Vanek, 2001) Tính chung toàn giới, hiệu sử dụng đạm lấy hạt nói chung ngơ nói riêng đạt 33% Có tới 67% lượng đạm bị đi, tương ứng với khoảng 15,9 tỷ đô la (William and Gordon, 1999) Tại tỉnh Lào Cai ngồi lúa ngơ lương thực cộng đồng dân tộc người, diện tích trồng ngơ năm 2015 36,8 nghìn (Tổng cục Thống kê, 2016) suất đạt 36,2 tạ/ha Theo kết điều tra sơ cho thấy người dân Lào Cai bón phân đơn NPK vào lúc gieo hạt, số người dân bón bổ sung lần vào lúc 5-7 lá, lượng bón khơng theo quy trình Do vậy, vừa tốn công mà không phát huy hiệu phân bón lúc cần lượng dinh dưỡng vào giai đoạn quan trọng lượng lớn phân bón bị rửa trôi, bay hơi, thấm sâu vào đất làm giảm độ mầu mỡ đất, nước ngầm bị ô nhiễm đe dọa đến môi trường sức khỏe người (Cameron et al., 2013) Phân viên nhả chậm (PVNC) loại phân kiểm soát hòa tan đạm bọc bới phụ gia giúp cho việc giải phóng chất dinh dưỡng đáp ứng lý tưởng nhu cầu (Trenkel, 2010) Như vậy, phân viên nhả chậm xem phương pháp thúc đẩy nâng cao suất trồng làm giảm tác động tiêu cực đến môi trường gây phát thải khí (NH3, N2O, etc) (Trenkel, 2010) Tuy nhiên, Việt Nam cịn nghiên cứu ảnh hưởng phân viên nhả chậm đến lượng NO3- NH4+ đất, đặc biệt đất đỏ vàng Lào Cai chưa có nghiên cứu Do vậy, nghiên cứu di động đạm loại phân viên nhả chậm (PVNC) bón lần cho ngơ đất đỏ vàng Lào Cai nhằm kiểm soát lượng phân bón cho ngơ đánh giá có tiềm ứng dụng cao từ nâng cao hiệu kinh tế cho ngành sản xuất ngơ, góp phần bảo vệ môi trường nâng cao chất lượng sản phẩm cần thiết 1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 1.2.1 Mục tiêu chung Xác định di động đạm N - NH4+ loại phân viên nhả chậm biện pháp kỹ thuật phù hợp cho ngơ góp phần hồn thiện quy trình thâm canh ngơ đạt suất hiệu cao đất đỏ vàng Lào Cai 1.2.2 Mục tiêu cụ thể - Đánh giá thực trạng sản xuất, thâm canh ngô làm xác định liều lượng bón phân cho ngơ Lào Cai; - Xác định mức độ di động đạm N - NH4+ loại phân viên nhả chậm đất đỏ vàng Lào Cai; - Xác định phương pháp bón phân viên nhả chậm nhằm nâng cao hiệu sử dụng phân bón cho Ngơ; - Xây dựng mơ hình trồng ngơ bón phân viên nhả chậm đất đỏ vàng Lào Cai đạt suất hiệu kinh tế cao 1.3 PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu mức độ di động đạm N - NH4+ loại phân viên nhả chậm đất đỏ vàng Lào Cai; - Nghiên cứu số biện pháp kỹ thuật nâng cao hiệu sử dụng phân bón cho ngơ đất đỏ vàng Lào Cai (xác định loại phân viên nhả chậm, khoảng cách bón); - Đề tài luận án thực từ năm 2013 - 2017 Học viện Nông nghiệp Việt Nam huyện Bát Xát, tỉnh Lào Cai 1.4 NHỮNG ĐĨNG GĨP MỚI CỦA ĐỀ TÀI Đã mơ hình hóa di động đạm N - NH4+ dạng phân viên nhả chậm đất đỏ vàng Lào Cai theo chiều sâu thời điểm khác Kết cho thấy đạm di động chủ yếu theo chiều sâu tập trung nhiều độ sâu từ 9-11cm Sau 30 ngày đạm di động khắp vùng rễ Đã xác định phương pháp bón phân viên nhả chậm phù hợp cho giống ngơ NK66 trồng đất đỏ vàng Lào Cai bón lần gieo hạt; bón viên/1gốc ngô, trọng lượng viên 4,2g Với mật độ 5,7 vạn cây/ha, lượng phân bón 110 kg N + 24kg P2O5 + 57kg K2O/ha bót lót bổ sung 36 kg P2O5/ha, bón cách hạt ngơ 10cm sâu 10 cm 1.5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.5.1 Ý nghĩa khoa học Công trình nghiên cứu cung cấp dẫn liệu khoa học có giá trị xác định di động đạm N - NH4+ đất đỏ vàng sở khoa học quan trọng để xác định độ sâu bón khoảng cách bón phù hợp cho giống ngô loại đất cụ thể Sự di động đạm N - NH4+ phụ thuộc nhiều vào chất kìm hãm trình thủy phân đạm hạn chế mức độ hòa tan đạm, sở khoa học để nghiên cứu sản xuất loại phân đạm chậm tan phù hợp cho loại trồng vùng đất cụ thể Các yếu tố ảnh hưởng đến di động đạm N - NH4+ sau bón phân viên nhả chậm với kết xác định độ sâu bón khoảng cách bón phù hợp cho ngơ tài liệu tham khảo có giá trị cho nghiên cứu phục vụ cho công tác giảng dạy 1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn Xác định hiệu quả, cách bón phân viên nhả chậm cho giống ngơ lai NK66 đất đỏ vàng Lào Cai, góp phần xây dựng quy trình kỹ thuật bón phân viên nhả chậm trồng ngô đạt hiệu kinh tế cao huyện Bát Xát, tỉnh Lào Cai PHẦN TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT NGƠ TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 2.1.1 Tình hình sản xuất ngơ giới Cây ngô trồng hầu giới Năm 2005 diện tích ngơ 148,08 triệu ha, suất 48,19 tạ/ha, sản lượng 713,59 triệu tấn/ha, đến 2016 diện tích ngơ 187,95 triệu ha, suất 56,40 tạ/ha, sản lượng 1.060,03 triệu tấn/ha Những năm gần nhà khoa học nghiên cứu nhiều giống biến đổi gen (GM) góp phần đưa sản lượng ngô giới vượt lên lúa mì lúa nước (Drinic et al., 2007; Zhang et al., 2010) 2.1.2 Tình hình sản xuất ngơ Việt Nam Sản xuất ngô nước qua năm khơng ngừng tăng diện tích, suất, sản lượng: Năm 2005 diện tích 1.052,6 nghìn ha, suất đạt 36,00 tạ/ha, sản lượng 3.789,3 nghìn đến năm 2015 diện tích ngơ 1.164,8 nghìn ha, suất đạt 45,4 tạ/ha sản lượng đạt 5.288,1 nghìn tấn, đó, giống ngơ lai chiếm 80% diện tích trồng ngơ nước 2.1.3 Tình hình sản xuất ngơ Lào Cai Nhìn chung suất ngơ Lào Cai tăng đáng kể, năm 2008 diện tích ngơ 28,8 nghìn ha, suất 28,06 tạ/ha, sản lượng 80,8 nghìn đến năm 2015 diện tích ngơ 36,8 nghìn ha, suất 36,2 tạ/ha, sản lượng 133,2 nghìn suất thấp suất bình quân nước 9,2 tạ/ha (năm 2015) 2.2 NGHIÊN CỨU BĨN PHÂN CHO NGƠ TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 2.2.1 Sự đạm nông nghiệp Nông nghiệp sử dụng nhiều dạng phân đạm khác Nguồn phân đạm hóa học sử dụng trực tiếp cho trồng khoảng 50%, lại vào môi trường (Phan Trung Quý Trần Văn Chiến, 2008) bay hơi, phản nitrat hóa, thấm sâu, chảy ngang Theo White (1987) nitơ rửa trơi phản nitrat hóa tới 30 - 35% lượng phân bón vào đất (dẫn theo Lê Văn Khoa cs., 1996) Quá trình phản đạm hóa đất trồng cạn, nước đạm đạt 20-40%, đất ngập nước đất lúa 60-79% đạm 2.2.2 Nghiên cứu phân bón cho ngơ giới Việt Nam Ở thành phố Longkou, tỉnh Shandong bón phân viên nhả chậm (CRF) bọc polime cho ngô làm tăng suất ngô so với đối chứng từ 36,2 đến 46,6% FUE tăng từ 12,5 đến 25,2% (Liu et al., 2002; Yan et al., 2008) Theo Thomas and Ernst (2001) lượng dinh dưỡng mà ngô hút sau: Ngô lai suất 4,5 tấn/ha tổng lượng hút 115 kg N, 20 kg P2O5, 75 kg K2O, kg Ca, 16 kg Mg, 12 kg S/ha Để xác định ảnh hưởng phân ure có bọc khơng bọc nutrisphere (một loại vật liệu polime) cho thấy suất ngô hạt tăng 18,3% lượng đạm hạt cao bón ure bọc (ure nhả chậm) lượng bón 180 270 kg N/ha vào vụ mùa mưa vụ xuân (Wiatrak and Walter, 2014) Li et al (2017) nghiên cứu ảnh hưởng phân ure kiểm soát (CRU) cho thấy: CRU ảnh hưởng đáng kể đến suất ngô hiệu sử dụng N điều kiện nước khác Khi độ ẩm đất 35% ± 5% chất khơ tích lũy suất thấp nhất, vật chất khô suất cao bón mức 315kg/ha độ ẩm trì 55% ± 5% Nguyễn Văn Lộc Nguyễn Tất Cảnh (2009) nghiên cứu ảnh hưởng việc sử dụng phân viên nén kết hợp với chế phẩm phân bón komix đến sinh trưởng suất giống ngô LVN4 cho thấy hiệu kinh tế cao 36,9% so với bón vãi phân ure Trần Đức Thiện cs (2014) nghiên cứu ảnh hưởng phân đạm dạng nén đến sinh trưởng, phát triển suất ngơ C919 cho thấy mức bón 120N 210N suất ngô đạt dao động từ 70,46 tạ/ha đến 78,13 tạ/ha; tăng so với bón đạm ure từ 16,9 - 21,7% Nguyễn Văn Hà cs (2017) nghiên cứu xác định mức phân bón mật độ trồng thích hợp cho nhân dịng bố mẹ giống ngơ nếp lai VNUA69 cho thấy mức đạm thích hợp 140 kg N/ha 80 kg P2O5 + 70 kg K2O ứng với mật độ - vạn cây/ha 2.3 MỘT SỐ GIẢI PHÁP KỸ THUẬT NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG PHÂN BÓN 2.3.1 Sử dụng phân viên nhả chậm bón cho trồng Phân viên nén chậm tan hay phân viên nhả chậm (PVNC) sản xuất với cơng nghệ lý - hóa đặc biệt tạo viên phân chứa đầy đủ chất dinh dưỡng đa lượng, trung lượng vi lượng Hơn tất dinh dưỡng hòa tan cách từ từ, hợp lý theo giai đoạn sinh trưởng, phát triển trồng Có loại phân viên nhả chậm phân khơng bọc (SRF) phân có vỏ bọc (CRF) Ứng dụng phân viên nhả chậm để tăng hiệu sử dụng đạm (NUE) làm giảm hàm lượng dư thừa đất, tăng suất trồng, cải thiện chất lượng đất, tăng tỉ lệ nảy mầm cây, giảm số lần bón vụ (Babar Azeem et al., 2014; Trenkel, 2010; IFA, 2014) 2.3.2 Sử dụng phần mềm HYDRUS để mô di chuyển đạm đất nghiên cứu Phần mềm Hydrus phiên 2.0 nhằm chẩn đốn dịng chảy nước bão hồ, di chuyển nhiệt di động chất tan, chất ô nhiễm, chất hóa học nơng nghiệp bón vào đất theo không gian ba chiều hai chiều Phần mềm Hydrus dựa phương pháp số theo phương trình Rechard dòng chảy nước điều kiện bão hòa - khơng bão hịa phương trình khuếch tán đối lưu di động nhiệt chất tan Các phương trình di động chất tan lồng ghép với phương trình phản ứng bậc nhất, phương trình phân hủy bậc độc lập với chất tan khác, phản ứng phân hủy bậc yêu cầu kết nối chất tan chuỗi phản ứng bậc liên tục (Langergraber and Šimůnek, 2005, 2006; Tamás et al., 2015) 2.3.3 Sử dụng dịch chiết thực vật có khả ức chế urease Để hạn chế trình đạm trồng trọt gần nhà khoa học tìm chiết xuất số hoạt chất có nguồn gốc thực vật khả ức chế enzyme urease sử dụng với mục tiêu làm tăng hiệu sử dụng đạm giải pháp tiềm năng, có ý nghĩa tích cực phát triển nông nghiệp bền vững, bảo vệ hệ sinh thái môi trường sống người (Lata, 2012; Farzaneh et al., 2012) Năm 1997, nhà khoa học sử dụng hoạt chất nBTPT đưa vào phân đạm để ức chế emzym ureaza, hạn chế trình chuyển hóa urê thành amoniac sau bón vào đất, làm giảm thất đạm Cơng nghệ hạn chế tối đa việc thất thoát đạm, giúp tăng hiệu suất sử dụng phân đạm lên 75 - 80% tiết kiệm 20 - 25% lượng đạm cần bón PHẦN VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU - Nội dung điều tra, thí nghiệm đồng ruộng, xây dựng mơ hình kiểm chứng thực huyện Bát Xát tỉnh Lào Cai; - Thí nghiệm nghiên cứu di động đạm phân viên nhả chậm tiến hành Học viện Nông nghiệp Việt Nam 3.2 THỜI GIAN NGHIÊN CỨU Đề tài thực từ năm 2013 đến năm 2017 3.3 ĐỐI TƢỢNG VÀ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU - Giống ngô lai đơn NK66; Phân viên nhả chậm (PVNC) Công ty Cổ phần Công nghệ Xanh Nông nghiệp I sản xuất phân phối Khối lượng viên phân 4,2g, có hàm lượng N: 23%, P2O5:5%, K2O:12% Các dạng phân viên nhả chậm nén, bọc hỗn hợp keo PVA (Polyvinyl Acetate (C4H6O2)n), bọc dịch chiết thực vật (AUN1) làm chậm q trình thủy phân urea q trình nitrat hóa - Đất nghiên cứu đất đỏ vàng (feralite) huyện Bát Xát, Lào Cai 3.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Nội dung 1: Đánh giá trạng sản xuất ngô vùng nghiên cứu; - Nội dung 2: Nghiên cứu di động đạm phân viên nhả chậm bón vào đất đỏ vàng Lào Cai; - Nội dung 3: Nghiên cứu ảnh hưởng loại PVNC kĩ thuật bón đến sinh trưởng, phát triển suất ngơ; - Nội dung 4: Xây dựng mơ hình thử nghiệm đánh giá hiệu kinh tế 3.5 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.5.1 Phƣơng pháp thu thập số liệu Số liệu thứ cấp thu thập thông qua số liệu thống kê Cục Thống kê tỉnh Lào Cai, Trạm khí tượng thủy văn báo cáo sản xuất nông nghiệp UBND huyện Bát Xát, tỉnh Lào Cai Số liệu sơ cấp thu thập phương pháp điều tra nhanh nông thôn (RRA) với việc sử dụng phiếu điều tra Thời gian điều tra: tháng 3/2013 Tiến hành điều tra 90 hộ trồng ngô lai đơn NK66 xã Quang Kim, Bản Qua, Bản Vược huyện Bát Xát, Lào Cai 3.5.2 Phƣơng pháp thí nghiệm 3.5.2.1 Nghiên cứu mơ rửa trơi đạm hịa tan theo chiều sâu đất có độ ẩm khác mơ hình Hydrus-2D Thí nghiệm gồm cột đất có chiều cao 70cm, đường kính 5cm, cột đất bão hòa nước (C1), cột đất bão hịa ẩm ln phiên (C2) Thí nghiệm lặp lại lần Các cột đất chứa đất đỏ vàng xã Quang Kim, huyện Bát Xát, Lào Cai Phân đạm ure (46%N) hòa tan theo tỷ lệ 184 mg ure/L nước bơm lên bề mặt cột đất Mẫu nước thoát tiến hành phân tích hàm lượng amon, nitrat 3.5.2.2 Xác định lượng NH4+ giải phóng di chuyển sau bón loại phân viên nhả chậm (PVNC) đất đỏ vàng Lào Cai Thí nghiệm có cơng thức: C1: PVNC bọc keo dịch chiết; L1: PVNC bọc dịch chiết; LS: PVNC dạng nén; SL1: PVNC bọc keo Các công thức phân viên nhả chậm (PVNC) cho viên phân có khối lượng 4,2g, có hàm lượng N: 23%, P2O5: 5%, K2O: 12% Thí nghiệm thực ống trụ (đường kính 5cm, cao 70cm), ống trụ chứa 1kg đất đỏ vàng Lào Cai khô nghiền nhỏ Thí nghiệm thực từ tháng đến tháng năm 2013 3.5.2.3 Ảnh hưởng loại phân viên nhả chậm (PVNC) đến sinh trưởng, phát triển suất ngơ Thí nghiệm gồm cơng thức: P1: khơng bón phân; P2: PVNC dạng nén; P3: PVNC bọc keo; P4: PVNC bọc dịch chiết; P5: PVNC bọc keo dịch chiết Các công thức phân viên nhả chậm có hàm lượng 110 N+ 24 P2O5 + 57 K2O/ha bón lót bổ sung 36 P2O5/ha (dạng phân thương phẩm supe lân) Thí nghiệm bố trí theo kiểu khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCBD) với lần nhắc lại Diện tích thí nghiệm 14 m2, mật độ trồng 5,7 vạn cây/ha (hàng cách hàng 70cm, cách 25cm) Thí nghiệm tiến hành vụ xuân năm 2013 vụ xuân năm 2014 huyện Bát Xát, tỉnh Lào Cai 3.5.2.4 Ảnh hưởng độ sâu bón khoảng cách bón phân viên nhả chậm đến sinh trưởng, phát triển suất ngơ NK66 Thí nghiệm gồm nhân tố bố trí theo kiểu (split-plot) với lần nhắc lại Phân viên nhả chậm bón vng góc với hàng cách điểm gieo hạt 5cm 9(K5); 10cm (K10) 15cm (K15) độ sâu 5cm (D5), 10cm (D10) 15cm (D15) Diện tích 14 m2, mật độ trồng 5,7 vạn cây/ha, hàng cách hàng 70 cm, cách 25 cm Các công thức bón phân viên nhả chậm: 110 N+ 24 P2O5 + 57 K2O/ha, đồng thời bón lót bổ sung 36 P2O5/ha (dạng phân thương phẩm supe lân) Thí nghiệm tiến hành vụ xuân năm 2014 vụ xn năm 2015 3.5.3 Xây dựng mơ hình bón phân viên nhả chậm cho ngơ Diện tích mơ hình 15.120 m2, gồm 10 hộ trồng trồng ngơ cho mơ hình Mơ hình (3 hộ có diện tích 5.040 m2) thực theo quy trình thơng thường làm đối chứng với lượng phân bón 160 N + 60 P2O5 + 60 K2O/ha Mơ hình (7 hộ có diện tích 10.080 m2) theo quy trình sử dụng phân viên nhả chậm bọc keo dịch chiết với lượng phân bón 110 N + 24 P2O5 + 57 K2O/ha, đồng thời bón lót bổ sung 36 P2O5/ha Địa điểm thực hiện: xã Quang Kim, huyện Bát Xát, tỉnh Lào Cai 3.6 CHỈ TIÊU VÀ PHƢƠNG PHÁP THEO DÕI Các tiêu theo dõi áp dụng theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia khảo nghiệm giá trị canh tác sử dụng giống ngô (QCVN 01-56: 2011/BNNPTNT) Bộ Nông nghiệp Phát triển nơng thơn 3.7 PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU 3.7.1 Phƣơng pháp phân tích mẫu đất, nƣớc Phân tích số tiêu lý, hóa học đất thí nghiệm phương pháp phân tích theo sổ tay phân tích đất, nước, phân bón, trồng Viện Thổ nhưỡng Nơng hố (1998), Bộ Nơng nghiệp Phát triển Nông thôn Tuyển tập tiêu chuẩn Nông nghiệp Việt Nam (2001) Tập III NXB Hà Nội 3.7.2 Phƣơng pháp xử lý số liệu Các số liệu thí nghiệm xử lý phần mềm Excel 2007, IRRISTART 5.0 số liệu nghiên cứu di động phân đạm đất xử lý phần mềm Hydrus 2.0 máy vi tính có tương đồng cao số liệu đo số liệu mô ngoại trừ số điểm, đặc biệt độ sâu 50cm Đối với nitrat số liệu mô mơ hình có tương đồng cao với số liệu thí nghiệm, có số chênh lệch nhỏ độ sâu 15cm Mơ hình có trị số nồng độ nitrat thấp độ sâu 30cm 50cm so với độ sâu 15cm Nghiên cứu Skagg et al (2010) cho kết tương tự (MP: Mơ phỏng; TN: Thí nghiệm) Hình 4.2a Diễn biến nồng độ amon theo thời gian độ sâu đất (MP: Mơ phỏng; TN: Thí nghiệm) Hình 4.2b Diễn biến nồng độ nitrat theo thời gian độ sâu đất Càng xuống sâu hình 4.2 (a), nồng độ amon đạt đến nồng độ tối đa 78 mg/L đỉnh cột đất thấp (49 mg/L) đáy cột đất Điều cho thấy có biến thiên theo độ sâu tác động việc hấp thụ q trình nitrat hóa dọc theo chiều dài cột đất Hệ số nitrat hóa ước lượng 0,25/ngày tính tốn từ kết mơ mơ hình Tổng lượng amon bị rửa trơi 11 q trình nitrat hóa hấp thụ 50% Diễn biến nồng độ amon theo thời gian độ sâu đất đánh giá qua phương trình tương quan y = 0,92X + 6,83 với R2 = 0,93 Qua phương trình tương quan nồng độ amon thí nghiệm theo thời gian độ sâu đất có mối tương quan thuận với nồng độ amon mơ có tương quan chặt r = 0,96 a Nồng độ amon thí nghiệm mơ độ sâu 15cm 50cm Hình 4.3a Diễn biến nồng độ amon tƣới nƣớc luân phiên khô ƣớt (AWD) b Nồng độ nitrat thí nghiệm mơ độ sâu 15cm 50cm Hình 4.3b Diễn biến nồng độ nitrat tƣới nƣớc luân phiên khô ƣớt (AWD) Trong trường hợp tưới nước khô ướt luân phiên hình 4.3 (a) (b) mơ hình mơ dịng chảy theo cột đất khơng ước lượng tốc độ nitrat hóa Mơ hình ước lượng nồng độ amon dự đoán thấp nồng độ nitrat Như trình bày hình 4.3a nồng độ amon đạt 80 mg/L sau ngày sau đạt ổn định giá trị hết thí nghiệm Để đánh giá mối quan hệ nồng độ amon thí nghiệm mơ chúng tơi thiết lập phương trình tương quan độ sâu 15cm 50 cm tưới luân phiên khô ướt ứng với hàm số sau: Ở độ sâu 15 cm: y = 1,06X + 1,81 với R2 = 0,97; Ở độ sâu 50 cm: y = 0,95X + 0,59 với R2 = 0,99 12 Qua phương trình tương quan nồng độ amon thí nghiệm tưới luân phiên khô ướt độ sâu 15cm 50 cm có mối tương quan thuận với nồng độ amon mơ có tương quan chặt r = 0,97 (độ sâu 15cm) r = 0,99 (độ sâu 50cm) Như di động đạm nitrat phụ thuộc nhiều vào lượng nước tưới độ ẩm phẫu diện đất Khi tưới liên tục lượng đạm cao 50% so với chia làm nhiều lần tưới Khi bón phân đạm dạng rời cho thấy 45% đạm N- NH4+ bị di động khỏi cột đất, 3% bị hấp thụ, 23% (ở độ sâu 50cm) bị rửa trôi vào nước ngầm, khoảng 25,2% bị q trình phản nitrat hóa 4.2.2 Sự thay đổi nồng độ amon bón loại phân viên nhả chậm Nồng độ NH4+ thấp đất bón phân viên nhả chậm bọc keo với dịch chiết (C1) phân viên nhả chậm bọc dịch chiết (L1) so với bón phân viên nhả chậm dạng nén (LS), điều cho thấy chúng giải phóng N chậm Nồng độ NH4+ đất bón phân viên nhả chậm dạng nén (LS) bị giảm mạnh giai đoạn đầu tiếp tục giảm chậm ngày 28 Sau đó, nồng độ NH4+ đất bón phân viên nhả chậm dạng nén (LS) có xu hướng di chuyển lên phía NH4+ tích lũy bón phân viên nhả chậm bọc dịch chiết (L1) đất đỏ vàng Lào Cai giảm dần sau ổn định, NH4+ tích lũy đất bón phân viên nhả chậm bọc keo dịch chiết (C1) tăng nhẹ, kết trùng với kết nghiên cứu trước (Paramasivam and Alva, 1997) Ghi chú: C1: PVNC bọc keo + dịch chiết, L1 PVNC bọc dịch chiết, LS: PVNC dạng nén, SL1: PVNC bọc keo Hình 4.4 Sự thay đổi hàm lƣợng amon dạng phân viên nhả chậm đất đỏ vàng Lào Cai Phương trình khuếch tán parabol phương trình đơn giản Elovich mơ tả tốt động thái tích lũy NH4+ đất bón phân viên nhả chậm bọc keo dịch chiết (C1) phân viên nhả chậm bọc dịch chiết (L1) 13 Bảng 4.1 Đặc điểm động thái NH4+ đất đỏ vàng Lào Cai Công thức LS C1 L1 Mơ hình Phƣơng trình Động học bậc Simple Elovich qt = 1233,599 – 243,888 ln (t) Khuếch tán Parabol qt = 1022,234 – 108,333 t0,6 Động học bậc qt = 434 (1-e-0,299t) Simple Elovich qt = 277,214 + 47,076 ln(t) Khuếch tán Parabol qt = 299,344 + 26,212 t0,5 Động học bậc Simple Elovich qt = 499,966 - 37,006 ln(t) Khuếch tán Parabol qt = 489,044 - 16,012 t0,5 Significant at α